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動力鋰電池用碳納米管導(dǎo)電漿料產(chǎn)品市場發(fā)展?fàn)顩r
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 天奈科技    2023-06-07

①動力電池領(lǐng)域?qū)﹄姵匦阅艿男枨蟛粩嗵岣?，帶動碳納米管導(dǎo)電劑需求提升

隨著新能源汽車不斷發(fā)展，電動車滲透率逐漸提高，消費(fèi)者對于電動車的續(xù)航能力、充電時效等重要性能指標(biāo)有著更高要求。進(jìn)一步提高電池能量密度、提升電池充電速率成為各新能源車企未來持續(xù)發(fā)力的方向。

受益于終端客戶對于動力電池?cái)U(kuò)容、快充等性能升級的需求，上游鋰電材料體系也在不斷實(shí)現(xiàn)加速升級。碳納米管導(dǎo)電劑相較傳統(tǒng)導(dǎo)電劑，具有導(dǎo)電性能好、用量少、導(dǎo)熱性強(qiáng)、機(jī)械性能優(yōu)異等多種優(yōu)勢，能夠全方位提升電池能量密度、使用壽命、高低溫性能、充電倍率等性能，更為契合下游需求。

現(xiàn)階段，在動力電池領(lǐng)域，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池是最主流的兩種技術(shù)路線。不論是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池，碳納米管導(dǎo)電劑相比于傳統(tǒng)導(dǎo)電劑而言，都能夠極大地幫助提升電池的各項(xiàng)性能，更好地解決不同技術(shù)路線下鋰電池的短板問題，是未來高性能鋰電池技術(shù)發(fā)展的必然方向。

其中，三元鋰電池在能量密度和續(xù)航里程更有優(yōu)勢，但成本相對較高；磷酸鐵鋰電池在安全性、穩(wěn)定性、循環(huán)壽命以及成本方面更具競爭力，但能量密度與續(xù)航里程相對較低。近年來，鋰電池廠商一方面通過刀片電池、CTP 封裝技術(shù)等不斷提高磷酸鐵鋰電池的能量密度，另一方面也通過應(yīng)用碳納米管等高效導(dǎo)電劑的方式有效提升了磷酸鐵鋰電池的導(dǎo)電性能。在此情況下，磷酸鐵鋰憑借全面提升后的性能以及本身相對于三元材料具有的成本較低、安全性能較高的優(yōu)勢，逐步成為國內(nèi)動力電池行業(yè)的首選。根據(jù)GGII 的統(tǒng)計(jì)，2022 年，國內(nèi)動力電池裝機(jī)量中磷酸鐵鋰的占比從 2019 年的 33%躍升至 62%，市場占有率大幅提升。

面對磷酸鐵鋰電池的快速發(fā)展，為進(jìn)一步發(fā)揮三元電池的優(yōu)勢并提升三元電池的應(yīng)用，三元材料也開始逐步向高鎳三元方向發(fā)展。由于鎳主要有助于提高比容量和能量密度，而鈷有助于提高電導(dǎo)率和倍率性能，同時鈷相對稀缺且價格較高，因此通過高鎳低鈷能夠進(jìn)一步提升電池的能量密度，降低成本。而由于鈷減少導(dǎo)致的導(dǎo)電性問題則可以通過添加高效導(dǎo)電劑解決，在此情況下，碳納米管等高性能導(dǎo)電劑的需求有望持續(xù)提升。

根據(jù) GGII 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022 年，我國高鎳三元正極材料出貨量超過 25.6 萬噸，同比增長 68.4%，占三元正極材料總量超 40%。預(yù)計(jì) 2025 年全球三元正極材料總需求量將達(dá)到 253.8 萬噸，其中高鎳三元正極材料滲透率達(dá)到 50%，對應(yīng)需求量為 126.9 萬噸，年復(fù)合增長率超過 42%。隨著高鎳三元正極材料的需求不斷提升，碳納米管導(dǎo)電劑的應(yīng)用需求也將持續(xù)增加。

②鋰電池性能升級催生硅基負(fù)極等新技術(shù)路線不斷發(fā)展，進(jìn)一步擴(kuò)大碳納米管導(dǎo)電劑應(yīng)用需求場景

隨著新能源汽車市場對動力鋰電池能量密度要求逐漸提高，各大電池企業(yè)均在尋求新的技術(shù)路線以實(shí)現(xiàn)電池性能的突破。

在負(fù)極材料端，傳統(tǒng)的以石墨作為負(fù)極材料的技術(shù)路線已經(jīng)接近石墨材料本身理論比容量的上限。為進(jìn)一步提升電池的能量密度，硅負(fù)極被普遍認(rèn)為是未來發(fā)展的方向。硅擁有超過 9 倍于石墨材料的理論比容量，但存在體積膨脹較大的問題，因此目前主要以硅碳摻雜材料為主，例如特斯拉最新開發(fā)的 4680 電池就使用硅碳摻雜材料作為負(fù)極。為進(jìn)一步提升硅負(fù)極的應(yīng)用，目前碳納米管被認(rèn)為是解決硅負(fù)極膨脹性最優(yōu)的材料。

由于碳納米管本身具有的一維線狀結(jié)構(gòu)，其能夠在硅顆粒表面及硅顆粒之間建立點(diǎn)線接觸式的高度導(dǎo)電、緊密的連接，在硅負(fù)極顆粒體積膨脹并開始出現(xiàn)裂縫時可通過碳納米管保持良好連接，減少材料破裂，維持負(fù)極的穩(wěn)定。隨著硅基負(fù)極的發(fā)展，碳納米管導(dǎo)電劑將發(fā)揮越來越重要的作用。

根據(jù)起點(diǎn)研究院數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022 年國內(nèi)硅基負(fù)極出貨量達(dá) 1.7 萬噸，同比增長60.4%，占負(fù)極材料出貨比例為 1.2%。根據(jù)起點(diǎn)研究院預(yù)計(jì)，隨著特斯拉 4680 電池的量產(chǎn)以及大圓柱電池的推廣應(yīng)用，預(yù)計(jì) 2025 年中國硅基負(fù)極出貨量將超過 15 萬噸，年復(fù)合增長率達(dá)到 106.6%。隨著硅基負(fù)極應(yīng)用的逐漸增多，將進(jìn)一步拉動碳納米管導(dǎo)電漿料的應(yīng)用需求。未來，隨著市場對于高性能電池需求持續(xù)走高，疊加硅基負(fù)極等新材料體系及應(yīng)用技術(shù)的逐步成熟，以碳納米管為代表的新型導(dǎo)電劑需求量將實(shí)現(xiàn)快速提升。

③碳納米管導(dǎo)電劑滲透率快速提升，將逐漸成為動力鋰電池的主流導(dǎo)電劑

2022 年，國內(nèi)動力鋰電池市場仍以常規(guī)類導(dǎo)電劑（炭黑）為主，市場份額占比超過 60%，而碳納米管導(dǎo)電劑的占比約為 24%。隨著近年來碳納米管導(dǎo)電劑的產(chǎn)能不斷提升，加之頭部企業(yè)導(dǎo)入驗(yàn)證新型導(dǎo)電劑的進(jìn)度加快，碳納米管導(dǎo)電劑憑借持續(xù)提高的性價比優(yōu)勢，在動力電池領(lǐng)域的滲透率將不斷提升。

據(jù)高工產(chǎn)研鋰電研究所（GGII）預(yù)計(jì)，受三元電池高鎳化以及硅碳使用量提升、磷酸鐵鋰電池不斷追求能量密度突破等需求帶動，加之市場對快充技術(shù)的推廣與應(yīng)用的加速，到 2025 年，碳納米管導(dǎo)電劑在動力電池領(lǐng)域的市場份額占比將超過 60%，成為動力電池領(lǐng)域的主流導(dǎo)電劑。

隨著全球鋰電池企業(yè)加速在動力鋰電池領(lǐng)域?qū)胩技{米管導(dǎo)電漿料，碳納米管導(dǎo)電漿料的需求量將保持高速增長趨勢。根據(jù) GGII 數(shù)據(jù)，2022 年中國碳納米管導(dǎo)電漿料出貨量為 11.7 萬噸，同比增長 50%。根據(jù) GGII 預(yù)計(jì)，未來五年中國碳納米管導(dǎo)電漿料市場銷量將保持高增長的趨勢，到 2025 年中國碳納米管導(dǎo)電漿料出貨量將突破 84 萬噸，成為鋰電池導(dǎo)電劑領(lǐng)域成長性最高的領(lǐng)域。

數(shù)據(jù)來源：高工產(chǎn)研鋰電研究所（GGII）

綜上所述，碳納米管導(dǎo)電漿料產(chǎn)品在鋰電池領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展將持續(xù)保持高速增長態(tài)勢，需求前景廣闊。隨著新能源行業(yè)的不斷發(fā)展進(jìn)步，碳納米管導(dǎo)電漿料的未來市場容量具有巨大的發(fā)展?jié)摿εc提升空間。